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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤炭地下气化污染物苯酚在渗透反应墙中的穿透行为及数值反演
  • 81
  • 作者

    王凡徐冰谌伦建李从强邢宝林苏发强

  • 单位

    河南省煤炭绿色转化重点实验室河南理工大学化学化工学院煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南理工大学能源科学与工程学院

  • 摘要
    煤炭地下气化(UCG)是集煤炭开发、转化为一体的煤炭清洁利用技术,但地下水污染风险已成为限制其推广应用的主要瓶颈之一。本文以有井式UCG为背景,以苯酚溶液为模拟UCG污染水,分别以砂、砂与有机膨润土和砂与活性炭混合材料构建模拟渗透反应墙(PRB)实验系统,利用有限元法和Python科学计算库NumPy及SciPy构建数值反演程序,研究苯酚在PRB中的穿透现象。结果表明:(1)对于充填砂和有机膨润土的PRB,随着砂和有机膨润土质量比增加,扩散系数D和渗流速度q增大,弥散度λ和延迟因子R减小;充填砂和活性炭的PRB,随着砂和活性炭质量比增加,扩散系数D、渗流速度q和延迟因子R减小,弥散度λ增大。(2)混合材料质量比决定其孔隙率和吸附性能,对阻滞净化苯酚有重要影响,对于砂和有机膨润土配制PRB墙体材料,质量比增大,PRB墙体孔隙率增大,苯酚初检时间缩短;对于砂和活性炭配制PRB墙体材料,质量比增大,PRB墙体孔隙率减小,苯酚初检时间先增大后减小。(3)PRB对苯酚的吸附净化效果与机理:砂与有机膨润土构成墙体材料,其质量比存在一个阈值(本实验条件下阈值为2:1),当质量比小于该阈值时PRB对苯酚的净化效果较好,大于该阈值时净化效果急剧下降;砂与活性炭构成的墙体材料,当其质量比小于2:1时溶液渗流速度占主导作用,当质量比大于2:1时活性炭吸附性能占主导作用。
  • 关键词

    煤炭地下气化地下水污染渗透反应墙数值反演有限元

  • 文章目录
    0 引 言
    1 数学模型构建
    2 实验研究
    2.1 实验材料和装置
    2.2 实验方法
    3 结果与分析
    3.1 苯酚流经砂的穿透实验结果
    3.2 苯酚流经充填砂与有机膨润土的渗透反应墙穿透实验结果
    3.3 苯酚流经充填砂与活性炭混的渗透反应墙穿透实验结果
    4 结论
相关问题

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